| Line 53... |
Line 53... |
| 53 |
|
53 |
|
| 54 |
\section{Úvod}
|
54 |
\section{Úvod}
|
| 55 |
Hystereze materiálu je vlastnost při které aktuální stav jeho měřených veličin závisí na jejich předchozím vývoji. Příkladem hystereze je například chování střídavě zatěžované reálné pružiny, ozubených kol v převodech nebo v našem případě závislost magnetické indukce látce na intenzitě vnějšího magnetického pole této cívky. Mění-li se vnější magnetické pole periodicky, dostáváme jako reakci závislost magnetické indukce v podobě hysterezní smyčky. Studium hysterezní smyčky feromagnetika je právě obsahem této úlohy.
|
55 |
Hystereze materiálu je vlastnost při které aktuální stav jeho měřených veličin závisí na jejich předchozím vývoji. Příkladem hystereze je například chování střídavě zatěžované reálné pružiny, ozubených kol v převodech nebo v našem případě závislost magnetické indukce látce na intenzitě vnějšího magnetického pole této cívky. Mění-li se vnější magnetické pole periodicky, dostáváme jako reakci závislost magnetické indukce v podobě hysterezní smyčky. Studium hysterezní smyčky feromagnetika je právě obsahem této úlohy.
|
| 56 |
|
56 |
|
| 57 |
\section{Pracovní úkoly}
|
57 |
\section{Pracovní úkoly}
|
| 58 |
\begin{enumerate}
|
- |
|
| 59 |
|
58 |
|
| - |
|
59 |
\begin{enumerate}
|
| 60 |
\item Změřte hysterezní smyčku toroidu z dané feromagnetické látky a graficky ji znázorněte.
|
60 |
\item Změřte hysterezní smyčku toroidu z dané feromagnetické látky a graficky ji znázorněte.
|
| 61 |
\item Určete koercitivní sílu $H_{K}$ a remanenci $B_{R}$.
|
61 |
\item Určete koercitivní sílu $H_{K}$ a remanenci $B_{R}$.
|
| 62 |
\item Diskutujte jak magnetické pole země ovlivňuje měření a zda-li je možné jej s danou aparaturou měřit.
|
62 |
\item Diskutujte jak magnetické pole země ovlivňuje měření a zda-li je možné jej s danou aparaturou měřit.
|
| - |
|
63 |
\end{enumerate}
|
| 63 |
|
64 |
|
| 64 |
\section{Pomůcky}
|
65 |
\section{Pomůcky}
|
| 65 |
Balistický galvanometr, Odporová dekáda 0,1 $\Omega $ - 100 k$\Omega $, feritový toroid s primárním a sekundárním vinutím, 1 vypínače, 2 přepínače, 1 komutátor, stolní ampérmetr, normál vzájemné indukčnosti, propojovací vodiče.
|
66 |
Balistický galvanometr, Odporová dekáda 0,1 $\Omega $ - 100 k$\Omega $, feritový toroid s primárním a sekundárním vinutím, 1 vypínače, 2 přepínače, 1 komutátor, stolní ampérmetr, normál vzájemné indukčnosti, propojovací vodiče.
|
| 66 |
|
67 |
|
| 67 |
\section{Základní pojmy a vztahy}
|
68 |
\section{Základní pojmy a vztahy}
|
| Line 119... |
Line 120... |
| 119 |
\begin{table}[h]
|
120 |
\begin{table}[h]
|
| 120 |
\centering
|
121 |
\centering
|
| 121 |
\begin{tabular}{|cc|}
|
122 |
\begin{tabular}{|cc|}
|
| 122 |
\hline
|
123 |
\hline
|
| 123 |
s [cm] & $R K_b^{(\rho )} \lambda$ \\ \hline
|
124 |
s [cm] & $R K_b^{(\rho )} \lambda$ \\ \hline
|
| - |
|
125 |
8,2 & 5,16$\cdot 10^{-4}$\\
|
| - |
|
126 |
8,4 & 5,04$\cdot 10^{-4}$\\
|
| 124 |
20,77& 1,91$\cdot 10^{-5}$\\
|
127 |
8,3 & 5,10$\cdot 10^{-4}$\\
|
| - |
|
128 |
8 & 5,29$\cdot 10^{-4}$\\
|
| - |
|
129 |
7,8 & 5,42$\cdot 10^{-4}$\\
|
| - |
|
130 |
7,9 & 5,36$\cdot 10^{-4}$\\
|
| 125 |
21,36& 1,85$\cdot 10^{-5}$\\
|
131 |
8,3 & 5,10$\cdot 10^{-4}$\\
|
| 126 |
20,77& 1,91$\cdot 10^{-5}$\\
|
132 |
7,7 & 5,49$\cdot 10^{-4}$\\
|
| - |
|
133 |
7,4 & 5,72$\cdot 10^{-4}$\\
|
| 127 |
21,46& 1,85$\cdot 10^{-5}$\\ \hline
|
134 |
7,3 & 5,80$\cdot 10^{-4}$\\ \hline
|
| 128 |
\end{tabular}
|
135 |
\end{tabular}
|
| 129 |
\caption{}
|
136 |
\caption{}
|
| 130 |
\label{tkal}
|
137 |
\label{tkal}
|
| 131 |
\end{table}
|
138 |
\end{table}
|
| 132 |
|
139 |
|
| 133 |
Celkově jsme určili koeficient $R K_b^{(\rho )} \lambda = 1,88\cdot 10^{-5}$.
|
140 |
Celkově jsme určili koeficient $R K_b^{(\rho )} \lambda = (5,35 \pm 0,26)\cdot 10^{-4}$.
|
| 134 |
|
141 |
|
| 135 |
Tuto kalibrační konstantu jsme použili pro zobrazení stacionární hysterezní smyčky \obr{hs}. Měřili jsme od bodu $A$ do bodu $E$.
|
142 |
Tuto kalibrační konstantu jsme použili pro výpočet a následné zobrazení stacionární hysterezní smyčky.
|
| 136 |
|
143 |
|
| - |
|
144 |
\begin{figure}
|
| - |
|
145 |
\begin{center}
|
| 137 |
\fig{0.8}{hs}{Naměřená stacionární hysterezní smyčka.}
|
146 |
\includegraphics [width=150mm] {hysterezni_smycka.png}
|
| - |
|
147 |
\caption{Naměřená hysterezní smyčka - stejný tvar značek odpovídá jedné křivce}
|
| - |
|
148 |
\end{center}
|
| - |
|
149 |
\label{zapojeni}
|
| - |
|
150 |
\end{figure}
|
| 138 |
|
151 |
|
| 139 |
Z grafu \ref{hs} jsme pak odečetli remanenci a koercitivní sílu:
|
152 |
Remanenci $B_r = (0,27 \pm 0,04) mT$ jsme určili vypnutím napájení obvodu, při nastaveném magnetizačním proudu I=600 mA.
|
| 140 |
\begin{align}
|
153 |
|
| 141 |
H_{K} &= 17.3 \jed{Am^{-1}} \label{kl} \\
|
154 |
Z grafu jsme pak přibližně odečetli koercitivní sílu: $H_{K} &= 10.1 Am^{-1}$, hodnota však má nízkou přesnost neboť se nepodařilo aparaturou získat dostatečný počet hodnot, při magnetické indukci blízké nule.
|
| 142 |
B_r &= 5 \jed{mT} \label{kkl}
|
- |
|
| 143 |
\end{align}
|
- |
|
| 144 |
|
155 |
|
| 145 |
|
156 |
|
| 146 |
N2 = 400
|
157 |
N2 = 400
|
| 147 |
|
158 |
|
| 148 |
N1 = 62
|
159 |
N1 = 62
|
| 149 |
|
160 |
|
| 150 |
|
161 |
|
| 151 |
\section{Diskuse}
|
162 |
\section{Diskuse}
|
| - |
|
163 |
\begin{enumerate}
|
| 152 |
\subsection{Měření hysterezní smyčky balistickým galvanometrem}
|
164 |
\item Měření bodů hysterezní křivky nebylo příliš přesné, nebot docházelo často k falešné výchylce balistického galvanometru pravděpodobně vlivem vybrací. Přesnější měření by tedy bylo vhodné provádět v klidnějších podmínkách. Další nepřesnosti byly způsobeny pravděpodobně přechodovými odpory ve spínačích a nejspíše také příliš pomalým přepínáním magnetizačních proudů.
|
| - |
|
165 |
\item Magnetickou remanenci $B_r = (0,27 \pm 0,04) mT$ se nám podařilo určit z balistické výchylky galvanometru při vypnutí magnetizačního proudu. Problematické je ale určení koercitivní síly $H_{K} &= 10.1 Am^{-1}$, ke kterému jsme nezískali dostatečný počet bodů.
|
| - |
|
166 |
\item Vzhledem k tomu, že měřený toroid je kruhově symetrický, tak magnetické pole může měření ovlivnit pouze tím, že posune bod nasycení feritu. Ale protože je magnetické pole svojí intenzitou zanedbatelné vůči magnetickému toku v toroidu, tak je tento vliv zanedbatelný a s danou aparaturou jej určitě nelze měřit. Jiný případ by nastal, kdyby vybuzené magnetické pole v toroidu nemělo kruhovou symetrii. V tom případě by bylo uspořádání podobné fluxgate magnetometru, který patří mezi velice citlivé přístroje měřící vnější magnetická pole.
|
| - |
|
167 |
\end{enumerate}
|
| 153 |
|
168 |
|
| 154 |
\section{Závěr}
|
- |
|
| 155 |
Naměřili jsme stacionární hysterezní křivku od bodu $A$ do bodu $E$. Určili jsme koercitivní sílu \eqref{kl} a remanenci \eqref{kkl}. Druhou část úlohy jsme z technických důvodů nezměřili.
|
- |
|
| 156 |
|
169 |
|
| 157 |
\end{enumerate}
|
170 |
\section{Závěr}
|
| - |
|
171 |
Naměřili jsme stacionární hysterezní křivku od bodu $A$ do bodu $E$ i její symetrickou část, Naměřené výsledky graficky znázornili. A určili jsme koercitivní sílu a remanenci testovaného feromagnetika.
|
| 158 |
|
172 |
|
| 159 |
\begin{thebibliography}{10} %REFERENCE
|
173 |
\begin{thebibliography}{10} %REFERENCE
|
| 160 |
\bibitem{3} {http://praktikum.fjfi.cvut.cz/mod/resource/view.php?id=191}{ -Zadání úlohy}
|
174 |
\bibitem{3} {http://praktikum.fjfi.cvut.cz/mod/resource/view.php?id=191}{ -Zadání úlohy}
|
| 161 |
\bibitem{3} {http://www.mlab.cz/Designs/Measuring_instruments/Fluxgate_magnetometer/DOC/fluxgate.pdf}{ - Bakalářská práce zabývající se konstrukcí fluxgate magnetometru}
|
175 |
\bibitem{3} {http://www.mlab.cz/Designs/Measuring_instruments/Fluxgate_magnetometer/DOC/fluxgate.pdf}{
|
| - |
|
176 |
- Bakalářská práce zabývající se konstrukcí fluxgate magnetometru}
|
| 162 |
\end{thebibliography}
|
177 |
\end{thebibliography}
|
| 163 |
|
178 |
|
| 164 |
\end{document}
|
179 |
\end{document}
|
| 165 |
|
180 |
|